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《CAD/CAE/CAM》
上机实验
学 生： 金磊 学 号：
课程教师： 专业班级： 机自11班
机械工程学院 二O一六年六月
一、 实践目的 .................................... 3 二、 数控加工综合实践的内容： .................... 3 三、 使用仪器、材料 .............................. 3 四、 实验过程 .................................... 3 （一）零件的三维实体建模造型：MDT三维实体造型 . 3 （二） 零件CAM及数控加工过程（Mastercam软件的应用） ........................................... 4 （三） 快速原型制造的实践过程 .................. 7 五、 分析总结 ................................... 10 1.数控加工误差分析 ............................ 10 2.快速原型制造误差分析 ........................ 11 六、 实践心得体会 ............................... 11 1.总述 ........................................ 11 2.实践体会 .................................... 12
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3.存在的问题 .................................. 13 4合理化建议 ................................ 13 七、 科技小论文 ................................. 13 八、 附录（其他练习零件） ....................... 17
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一、 实践目的
1.熟悉三维建模（MDT）；
2.了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法； 3.了解快速原形制造的基本原理及方法； 4.熟悉网络化设计与制造的基本思想及方法；
5.掌握零件从CAD，CAM到数控加工的完整过程或零件从CAD建模到快速制造出原形零件的全过程。
二、 数控加工综合实践的内容：
1.零件的三维CAD建模；
软件应用或快速原形制造数据准备及控制软件的应用； 3.数控加工或快速制作的上机实践。
三、 使用仪器、材料
1.系统硬件：微机1台或工作站1台； 2.系统软件：Windows操作系统；
3.设计软件：MDT、MasterCAM、RPprogram； 4.网络环境：局域网、现场总线、Internet；
四、 实验过程
（一）零件的三维实体建模造型：MDT三维实体造型
的工作环境
零件、部件环境：当用户启动MDT时，系统会首先进入该工作环境，用户也可以通过执行“文件（File）→新部件文件（New…）”命令进入零件、部件环境。在此环境下可以进行多个零件的装配。
单一零件环境：一般新零件建模时，都要在单一零件环境下设计，此时只需选择“新零件文件（New Part File）”，就能开始创建一个零件。
B.选择的零件:为四耳座，四耳座为回转体零件，中间为带孔的圆台，周边还有4个均匀分布的孔。 C.零件分析：该件的组成是由多个均布的带孔耳座组D.建模顺序：第一步伸”特征，由大到小结构；第二步采用特征，去除材料，拉个耳座，然后阵列出
四耳座零圆柱四个成的。 采用“拉建立主体“拉伸”伸出出一四个耳座；
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1、实体建模的步骤
在零件目录下设定新草图平面，这里选用top平面。 切换至XY草绘平面，打开AUTO\\CAD绘图功能条草绘一个圆； 在零件目录里定义截面轮廓，选中所画的圆；直径400mm 对选中的截面轮廓进行拉伸形成圆柱如下图：h=100mm
以拉伸圆柱的上表面为草绘平面草绘两个同心圆，并生成截面轮廓：R=370mm，R=150mm选择切削加工的方式拉伸出圆柱面如下图：h=50mm
以圆柱中心线为长，草绘矩形：L=60mm W=50mm，旋转360度，切削生成孔。 实体形状如下：
以上一步所拉伸的圆柱底面为草图平面，以适当的直径打孔，R=60mm h=50mm如下图： 以整个圆柱底面为草图平面，在适当距离处画出添加线画出外耳的轮廓图，拉伸一定的高度得到外耳的基本体。然后选中整个外耳与圆柱体相并，初步得到外耳的基本成型体。L=270mm r=60mm h=40mm
以圆柱的中心轴为中心，阵列外耳，数量为四个，角度设为90度。如下图：
选中其中一个耳，以其上表面为草图平面，绘出一个一定直径的同心圆，并定义为截面轮廓。然后以切削方式拉伸出一个圆柱体，打孔至圆柱底面，并阵列。如下图： r=40 mm , h=20mm 对整个成型体进行倒圆角，倒角。如下图：
输出模型文件，输出格式为iges并保存，等待进一步软件的加工处理。
基本步骤：“文件”——> “ 输出”——>“IGES”——>定义文件名——>保存。 （二） 零件CAM及数控加工过程（Mastercam软件的应用）
实践材料及设备
毛坯材料及尺寸：长×宽×高=110mm×80mm×40mm；以毛坯顶面坐标点作为坐标系原点，高度方向最大切削深度不得超过30mm；
加工设备：α-T10A钻削中心、TV5立式加工中心；
刀具：φ10mm端铣刀（型号为G120 221），R3mm球头铣刀（型号为Q121 211）
刀具参数表 单位：mm 刀具名称 刀具型号 刀具直径 夹持直径 刀刃长 G120 221 10 10 22 二齿端铣刀 Q120 211 6 6 13 二齿球头铣刀 刀具全长 72 57 铣削用量建议：入刀速度为F100，正常走刀速度为F1000，φ10mm端铣刀的转速为1000rpm，R3mm球头铣刀转速为2000rpm，刀具切深和步距自定，注意切深不能一步到位，应采取分层加工，否则刀具会因切削用量过大而损坏。
零件CAM及数控加工过程
在环境下以“IGES”格式输出保存之前所做的实体造型；进入软件工作界面后，读取刚才所输出保存的“IGES“格式的文件,删除线条文件，得到实体文件。
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2.使用步骤
、用MILL9程序打开IGES文件：启动MILL9—>MainMenu—>File—>Converters—>IGES—>Readfile—>选择IGES文件—>打开—>进入IGES Read Parameters设置界面，确认File is in Metric units—>Ok—>按工具栏按钮Screen-Fit—>按工具栏蓝色球按钮（Screen-Surf Disp-Shading）—>出现Shading Settings页面，选择Shading Acti—>Ok。
删除多余的非Surface构图元素：MainMenu—>主菜单Delete—>All—>Color—>选择要删除的颜色（通常为绿色）—>Ok—>按工具栏按钮Gview-Isometric—>按工具栏按钮Screen-Fit。 根据需要可在MILL9环境下旋转、移动或比例缩放模型。
旋转模型直至零件的主要加工面朝向Z轴的正向，并让零件尺寸最大的方向与X轴一致。旋转模型步骤如下：按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side，选择旋转模型的视图平面—>MainMenu—>Xform—>Rotate—>All—>Surfaces—>Done—>Origin—>出现Rotate提示页面，输入旋转角度—>选中Operation的Move，确认Number of Steps为1—>Ok。
移动模型，直至工件的顶面中心点的坐标为(X0,Y0,Z0)。移动模型步骤如下：按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side，改变视图平面—>MainMenu—>Xform—>Translate—>All—>Surfaces—>Done—>Polar—>输入移动距离—>输入移动方向的角度—>出现Translate提示页面，选中Operation的Move，确认Number of Steps为1—>Ok。
比例缩放模型的目的是让工件尽可能大，但又符合下述注意点④⑤⑥⑦。比例缩放模型步骤如下：MainMenu—>Xform—>Scale—>All—>Surfaces—>Done—>Origin—>出现Scale提示页面，选中Operation的Move，选中Scaling的XYZ，确认Number of Steps为1，输入X、Y、Z三个方向的缩放比例—>Ok。
工艺规划。通常为粗加工、清根、精加工。因毛坯材料为纤维性材料——木材，要经过两次交叉精加工，才能把木头纤维割断；加工余量不大且木材好加工，不需要清根，因此本次实验安排粗加工、精加工1和精加工2。 画粗加工边界
用鼠标点击工具栏上的Cplane-Top和Gview-Top按钮—>MainMenu—>Create—>Rectangle—>1Points—>输入矩形框尺寸为120mm×90mm—>OK—>Origin—>MainMenu—>点击工具栏上的Cplane-3D和Gview-Isometric。 设定毛坯
MainMenu—>ToolPaths—>Job setup—>输入毛坯长X=110、宽Y=80、高Z=40—>输入毛坯参考点坐标Stock Origin，若设计的的工件顶面中心点为X0Y0XZ0，则可设Stock Origin为X0Y0Z2。
产生粗加工刀轨，步骤如下：
MainMenu—>用鼠标点击工具栏上的Cplane-Top—>ToolPaths—>surface—>Rough—>Pocket(挖槽加工方法)—>All—>Surfaces—>Done,出现粗加工参数界面—>在Tool Parameters页面中的大空白区点击鼠标右键—>Create New Tool—>在Tool Type页面中选刀具类型为End Mill（立铣刀）—>在Tool–Flat End Mill页面中修改Diameter=、Flute=、
重大数控加工课程设计报告(doc 43页)
